Каталитический крекинг нефтяных фракций

1) со стационарным слоем таблетированного катализатора и реакторами периодического действия;

2) с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора, реактором и регенератором непрерывного действия;

3) с кипящим слоем циркулирующего микросферического или пылевидного катализатора, реактором и регенератором непрерывного действия;

4) с лифт-реактором.

Установка первого типа предназначена для периодического процесса. В ней имеется несколько реакторов, в каждом из которых за 30 мин происходит весь рабочий цикл: реакция крекинга, удаление нефтяных паров, регенерация катализатора, удаление воздуха и продуктов сгорания.

Установки каталитического крекинга со стационарным катализатором не получили большого распространения.

 

4.1 Функциональная схема

 

Описание функциональной схемы.

Установка каталитического крекинга с плотным слоем циркулирующего шарикового катализатора имеет два основных аппарата: реактор для непрерывного каталитического крекирования сырья и регенератор для непрерывного удаления кокса с поверхности катализатора.

Катализатор в виде шариков диаметром 3 - 5 мм пересыпается из бункера-сепаратора пневмоподъемника в бункер реактора и равномерно проходит плотным слоем реакционную зону, зону отделения продуктов крекинга и зону отпарки. После этого катализатор выводится из реактора, поступает в загрузочное устройство пневмоподъемника и по стояку поднимается дымовыми газами в бункер-сепаратор 1. Здесь дымовые газы отделяются и выбрасываются в атмосферу, а катализатор пересыпается в бункер регенератора, Катализатор проходит через секции регенератора сверху вниз. В каждую секцию подается воздух для выжига кокса. Секции регенератора снабжены змеевиками для отвода теплоты регенерации за счет образования водяного пара. Регенерированный катализатор ссыпается в загрузочное устройство пневмоподъемника и .поднимается по катализаторопроводу в бункер-сепаратор 2.Катализаторная крошка отвеивается в сепараторе . Воздух в регенератор и транспортирующий дымовой газ в пневмоподъемник подаются при помощи воздуходувок и печей под давлением. Пар, получаемый в регенераторе, поступает паросборник , а далее расходуется на нужды установки.

Сырье подается насосом через теплообменник в печь где нагревается до температуры реакции и испаряется. Пары сырья поступают в реакционную зону реактора, где контактируют с катализатором, перемещаясь сверху вниз. Пары продуктов крекинга и водяные пары, подаваемые в реактор для отпарки катализатора, выводятся из реактора через специальное устройство и направляются в нижнюю часть ректификационной колонны. С верха колонны уходят пары бензина, водяные пары и жирный газ. Эта смесь после конденсации и охлаждения в конденсатор-холодильнике разделяется в сепараторе на бензин, воду и жирный газ. Газ при помощи компрессора выводится на устатку газофракционирования, бензин частично подается насосом на орошение ректификационной колонны, балансовое количество бензина направляется на установку стабилизации. Легкий газойль (фракция 195-350°C) поступает из ректификационной колонны в отпарную колонну, где отпаривается водяным паром, после чего через холодильник выводится с установки. Тяжелый газойль (фракция выше 350 °С) откачивается с низа ректификационной колонны насосом и после охлаждения в теплообменнике и холодильнике также выводится с установки.

 

4.2 Аппаратура

 

Реактор (рис.2.) отечественной установки каталитического крекинга производительностью 800 т/сутки по свежему сырью представляет собой цилиндрический аппарат из углеродистой стали с внутренней обкладкой из легированной стали диаметром около 4 метра и объемом реакционной зоны 30 - 50 м³. Днища реактора эллиптические. В центре верхнего днища имеется штуцер для подачи катализатора из бункера, смонтированного над реактором. Высота реактора с бункером 41 метр. Штуцер соединяется с верхним распределительным устройством, которое посредством переточных труб равномерно распределяет катализатор по всему сечению реактора.

В верхнюю часть реактора через штуцеры вводятся пары сырья. Они равномерно контактируют с катализатором, двигаясь сверху вниз через реакционную зону. Под реакционной зоной находится сепарационное устройство для вывода продуктов реакции - гирлянда патрубков с прорезями, защищенными колпачками от попадания катализатора. Все патрубки нижним открытым концом соединяются со сборной камерой, из которой через штуцеры пары продукта удаляются из реактора. Ниже имеется зона отпарки адсорбированных на катализаторе паров углеводородов водяным паром, подаваемым через специальный штуцер. Закоксованный катализатор выводится из реактора через выравниватель потока.

Из реактора в регенератор катализатор перемещается при помощи дымового газа, а из регенератора в реактор - при помощи горячего воздуха. Нижняя часть пневмоподъемника, называемая дозатором, служит для попадания катализатора в поток газа. Скорость газовой струи с катализатором 14 - 20 м/с.

 

4.3 Контроль и регулирование процесса

 

При установившемся режиме на определенном виде сырья необходимо контролировать и задерживать постоянными целый ряд технологических параметров: расход сырья на установку, температуру в реакторе и на выходе сырья из печи, степень закоксованности катализатора и др. Температура на выходе паров сырья из печи регулируется подачей топлива в печь, температура в реакторе и степень закоксованности катализатора - кратностью циркуляции катализатора, температуру выжига кокса в каждой секции регенератора - подачей воды в змеевики секций и подачей воздуха в каждую секцию. Важное значение имеет контроль уровня катализатора в бункерах реактора, регенератора и пневмотранспорта, который основан на измерении диэлектрической постоянной катализатора.

 

 

5. Эскиз основного аппарата

 

Рис. 2. Реактор установки каталитического крекинга с шариковым катализатором: 1 - днище; 2 - штуцеры для выхода паров; 3 - корпус; 4 - штуцеры для ввода сырья;5 - штуцер для ввода катализатора: 6 - верхний распределитель катализатора; 7 - патрубки для отвода паров («гирлянды»); 8 - переточные трубы для катализатора; 9 - нижний распределитель катализатора; 10 - штуцер для вывода катализатора.

 

 

6. Литература

 

1. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. Л.:Химия,1985.-408с.
2. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.:1990,-520с.
3. Амелин А.Г., Малахов А.И., Зубова И.Е., Зайцев В.Н. Общая химическая технология.М.:1977,-400с.

4. Воробьёва Г.Я. Конструкционная стойкость материалов в агрессивных химических средах.

Размещено на Allbest.ru